Structural design and optimization of metal-organic framework-derived FeO @C/rGO anode materials for constructing high-performance hybrid supercapacitors

纳米笼 超级电容器 材料科学 阳极 纳米复合材料 化学工程 阴极 石墨烯 微观结构 纳米技术 金属有机骨架 碳纤维 氧化物 电极 复合数 复合材料 电容 冶金 化学 催化作用 工程类 物理化学 吸附 有机化学 生物化学
作者
Lei Sun,Yingying Cai,Md. Kaiser Haider,Daisuke Miyagi,Chunhong Zhu,Ick Soo Kim
出处
期刊:Composites Part B-engineering [Elsevier]
卷期号:236: 109812-109812 被引量:28
标识
DOI:10.1016/j.compositesb.2022.109812
摘要

Hybrid supercapacitors are promising energy storage devices that bridge the performance gap between conventional capacitors and batteries. However, the backward development of anode materials is a key issue that hinders the performance improvement of the hybrid supercapacitors. Therefore, this study proposes a strategy to fabricate reliable FeOx-based (Fe2O3 or Fe3O4) anode materials using the Fe-based metal-organic framework (Fe-MOF) as a template. Polyvinyl pyrrolidone (PVP) was used to stabilize and regulate the morphology of the Fe-MOF template to ensure a desirable microstructure of the final product. A series of FeOx@Carbon nanocages/reduced graphene oxide (FeOx@C/rGO) nanocomposites were obtained by calcinating the templates. The optimized Fe2O3@C/rGO–2 nanocomposite possesses considerable specific surface area and pore volume, with ultrasmall Fe2O3 particles (<5 nm) stably embedded in the carbon nanocages. The unique microstructure of the Fe2O3@C/rGO–2 electrode results in improved ion/electron accessibility that ensures an admirable specific capacity (713 C g−1 at 1 A g−1) and rate capability (67.3% retention at 50 A g−1). Meanwhile, the impressive cycling stability (104% retention after 20000 cycles) originates from the dual protection of Fe2O3 particles by the carbon nanocages and rGO. Furthermore, a hybrid supercapacitor constructed from a Fe2O3@C/rGO–2 anode and a nickel foam-supported NiCo2O4 nanoneedles (NiCo2O4–NF) cathode exhibited a maximum energy density of 101.9 Wh kg−1, suggesting that the delicately designed anode material is a promising candidate for constructing advanced energy storage devices.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
王sir发布了新的文献求助10
刚刚
我是老大应助whl采纳,获得10
3秒前
4秒前
4秒前
7秒前
wkkkkk发布了新的文献求助10
7秒前
温暖小松鼠完成签到 ,获得积分10
8秒前
qyhl完成签到 ,获得积分10
9秒前
无敌W发布了新的文献求助10
10秒前
jxiiang完成签到 ,获得积分10
10秒前
12秒前
卡列林发布了新的文献求助10
15秒前
眯眯眼的衬衫应助you采纳,获得10
15秒前
15秒前
18秒前
ciao发布了新的文献求助10
20秒前
cnspower应助拥抱梦想采纳,获得10
23秒前
zhongmingxiu发布了新的文献求助10
24秒前
顾矜应助TS采纳,获得10
24秒前
卡列林关注了科研通微信公众号
26秒前
26秒前
妩媚的强炫完成签到,获得积分10
27秒前
28秒前
baibai完成签到 ,获得积分10
29秒前
29秒前
30秒前
30秒前
情怀应助超帅的口红采纳,获得10
32秒前
Wqhao发布了新的文献求助10
33秒前
Lyric发布了新的文献求助10
34秒前
李大白发布了新的文献求助10
35秒前
ciao完成签到 ,获得积分10
35秒前
SharonDu完成签到 ,获得积分10
36秒前
希望天下0贩的0应助无敌W采纳,获得10
37秒前
you完成签到,获得积分10
38秒前
慕青应助孤独的鞋垫采纳,获得10
41秒前
Lyric完成签到,获得积分20
41秒前
烟花应助22474采纳,获得30
45秒前
丘比特应助清脆的夜柳采纳,获得10
45秒前
高分求助中
【此为提示信息,请勿应助】请按要求发布求助,避免被关 20000
Population Genetics 2nd 3000
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 2700
全球与中国多芯光纤扇入扇出器件市场运营模式及前景预测研究报告2025-2031年 1000
Covalent Organic Frameworks(没有ACS in fous 库的就不要上传了,不要下preview这个给我) 1000
Unseen Mendieta: The Unpublished Works of Ana Mendieta 1000
Theory of Block Polymer Self-Assembly 750
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 材料科学 生物 工程类 有机化学 生物化学 纳米技术 内科学 物理 化学工程 计算机科学 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 细胞生物学 免疫学 电极
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3500564
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3084320
关于积分的说明 9179532
捐赠科研通 2777846
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1524264
邀请新用户注册赠送积分活动 707124
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 703888